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计算机控制技术题库
计算机控制技术练习题（附答案）
一、填空题（每空2分，共20分）
1．闭环负反馈控制的基本特征是。
2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。
3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。
4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。
5．系统的相稳定裕度M，定义为开环频率特性在截止频率c处。
6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。
7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ（）=。
8．若已知闭环系统自然频率为n，经验上，采样频率s应取。
9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。
10．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入。
二、选择题（每题2分，共10分）
1．在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。
A增大；B减小；C不变。
2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。
A较大；B较小；C相当。
3．某系统的Z传递函数为G（z）=（z+/（z+，可知该系统是。
A稳定的；B不稳定的；C临界稳定的。
4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。
A积分；B微分；C惯性。
5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。
A大于；B小于；C等于。
三、简答题（每小题5分，共20分）
1．图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。
图1
2．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少?
3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。
4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。
四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为
G（s）=n2/s（s+2n）
实测求得单位阶跃响应的%=%，ts=秒，试写出闭环传递函数并求n，为多少。
五、（10分）现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用9位的A/D变换器（带符号位），试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。
若测试时，通过变送器将测试起点迁移到500℃，保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时可采用几位的A/D变换器就可以了。
六、（10分）已知系统方块图如图2所示
图2
1）试写出系统闭环传递函数
2）若K=2,试求使系统稳定的T取值范围。
（已知Z[1/s2]=Tz/（z-1）2）
七、（20分）已知调节器传递函数为
，T=秒
1）试用一阶向后差分变换法，将其离散，求Gc（z）=？
2）将Gc（z）用第二种直接程序法编排实现，试求u（k）表达式，并画出结构图；
3）将该算法分成算法I与算法II，并画出编程的流程图。
计算机控制技术试题（3）
评分标准（参考）
一、填空题（每空2分，共20分）
1．测量偏差、纠正偏差；2．相同；3．按指数规律变化；4．越高；5．相角与180度之差；6．采样周期；7．-T/2；8．10n；9．串模干扰；10．调理电路。
二、选择题（每空2分，共10分）
1．A；2．A；3．B；4．B；5B。
三、简答题（每小题5分，共20分）
1．由于出水干扰QO使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水口堵死，从而保持设定高度。
2．1）零型系统；2）=1/（1+K）K=9
3．通常，在系统正向通道加入积分环节或增大开环放大系数，将会减少稳态误差，但将会降低系统的稳定程度。
4．若连续信号所含频率分量的最高频率为
，为使其采样信号不失真，采样频率
；若不满足采样定理，一个高频信号将会变成低频信号。
四、（10分）
1）
（3分）
2）
，
（4分）
，
（3分）
评分：
由于
计算有误，使n计算有误，可给1分。
五、（10分）
1）
，故Δ=°；（5分）
2）
，故
（5分）
评分：
于Δ计算有误导致第2问有误，但计算方法正确，可给3分。
六、（10分）
1）
2）
，
，
要求
，
，T<2
，T>0
评分：
1）每小问各为5分
2）若因
有错，导致T有错，但求T方法正确，可得3分；
3）求
方法正确，但计算有误，可得3分。
七、（20分）
1）S=（1-z-1）/TGC（z）=/
2）
；
3）I：
II：
u1=（k）（k）
评分：
1）第1小题10分，其余两小题各5分；
2）由于第1小题计算有误，使第2、3小题有误，但方法正确，可给5分；
3）在第2小题中，若采用减小延迟方法绘结构图时亦算正确。
微型计算机控制技术试卷A
一、选择题（本题共10小题，每小题分，共15分）
1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。
A．A/D转换器B．双向可控硅
C．D/A转换器D．光电隔离器
2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（）器件完成控制量的切换工作。
A．锁存器锁存B．多路开关
C．A/D转换器转换D．反多路开关
3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值（）。
A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值
4.在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（）。
A．阳极B．阴极C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极
5.电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（）实现的。
A．改变定子的通电方向和通电占空比
B．改变转子的通电方向和通电占空比
C．改变定子的通电电压幅值
D．改变转子的通电电压幅值
6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（）
A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机
B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机
C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作
D．SCC计算机与控制无关
7.键盘锁定技术可以通过（）实现。
A．设置标志位
B．控制键值锁存器的选通信号
C．A和B都行
D．定时读键值
8.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（）。
A．0．3伏以下B．0．7伏以上
C．-3伏以下D．+3伏以上
9.在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（）提高信/躁比。
A．只能通过模拟滤波电路
B.只能通过数字滤波程序
C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路
D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路
10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（）。
A．步进电机可以直接接受数字量
B．步进电机可以直接接受模拟量
C．步进电机可实现转角和直线定位
D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1.香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线实际曲线。
所以，为了提高控制精度，应尽可能。
2.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出相对于下列各模拟量所对应的数字量：
1模拟量为5V时，所对应的数字量为H。
2模拟量为0V时，所对应的数字量为H。
3模拟量为时，所对应的数字量为H。
3.在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用方法来实现。
4.操作指导系统对____________________________________________更适宜。
5.某微型机采样系统中，CD4051的INH端接+5V，控制端C、B、A接地时，选通通道。
6.LCD的多极驱动方式是指驱动方式，目的在于。
7.在PID调节系统中，比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要，因为它关系到__________。
8.某仪器受体积限制只允许设置8个功能键，但却要求有十六种功能，可以采用的办法解决。
9.和PID调节一样，模糊控制器的最大优点是。
10.SPI总线与I2C总线的主要区别是____________________________和________________________________。
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，共10分）
1.在显示系统中，若为动态显示，需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示。
若在显示电路中增加一级锁存器，则可直接将待显示数输出到显示器进行显示。
（）
2.DAC0832是常用的8位D/A转换器，内部设有两级缓冲器，目的是使转换数椐得到充分缓冲，确保转换精度。
（）
3.由于各种传感器提供的电压信号范围很宽，需要通过可编程增益放大器，对信号进行调整，使A/D转换器满量程信号达到均一化。
（）
4.某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理，发现总有一些杂波无法滤掉，原因是采样时间间隔太大（）。
5.在工业过程控制系统中，由于被控对象所处环境复杂，常使采样值偏离实际值。
所以一般要加入滤波环节，且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用。
（）
四、简答题（本题共4小题，共20分）
1.（本题5分）简要说明多路开关的主要特点。
2.（本题5分）PID调节系统中，微分调节起何作用？
为什麽在有些系统中采用不完全微分算式，它与常规算式有哪些区别？
3.（本题5分）PWM控制意味着什么？
它有什么作用？
微型机控制系统中是怎样实现的？
4.（本题5分）说明算术平均滤波、加权平均滤波和滑动平均滤波之间的区别以及各自的用途。
五、设计题（本题共1小题，共20分）
设A/D转换电路如图1所示，
（1）说明图中A/D转换方式。
（3分）
（2）写出图中8255A的地址。
（4分）
（3）画出实现该A/D转换的流程图。
（5分）
（4）编写完成A/D转换的程序。
（8分）
六、设计题（本题共1小题，共20分）
已知电机控制系统如图2所示，图中LD为马达运行指示灯（不运行时熄灭）。
（1）说明图中芯片4N25的作用（2分）
（2）说明图中电机的控制原理（4分）
（3）画出电动机控制程序流程图（4分）
（4）根据流程图编写电机控制程序（设8255的地址为8000—8003H）（8分）
（5）图中有否需要改动的地方？
原因是什麽？
（2分）
参考答案
一、选择题（本题共10小题，每小题分，共15分）
1．A2.D3.A4.B5.B6.B7.C8.C9.D10.B
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1.越接近，提高采样频率2.3FFH，200H，100H
3.双三拍4.未模清控制规律的系统（或不需要控制的）
5.无6.多个背极，该段能否显示
7.因为Kp不但与本身有关，而且还和Kd\Ki有关8.双功能键
9.不要求数学模型10.SPI有三条线，而I2C只有两条I2C的总线是双向的
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，每小题2分，共10分）
1.答：
╳，不能2.答：
∨
3.答：
∨4.答：
╳，原因是两次采样的变化量△Y太大
5.答：
∨
四、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分）
1.答：
半导体多路开关的特点是：
（答5条即可）
（1）采用标准的双列直插式结构，尺寸小，便于安排；
（2）直接与TTL（或CMOS）电平相兼容；
（3）内部带有通道选择译码器，使用方便；
（4）可采用正或负双极性输入；
（5）转换速度快，通常其导通或关断时间在1ms左右，有些产品已达到几十到几百纳秒（ns）；
（6）寿命长，无机械磨损；
（7）接通电阻低，一般小于100W，有的可达几欧姆；
（8）断开电阻高，通常达109W以上。
2.答：
微分的作用是加快调整速度。
由于微分只存在于瞬间，因而有时会使系统产生震荡，而使调节品质下降。
为了避免震荡，在一些系统中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫减弱，以避免由于微分突然下降到0而产生震荡。
3.答：
PWM是脉冲宽度调速系统，它用来控制马达的转速和方向。
其方法是通过改变对电机的通电时间达到调整电机转速的目的。
具体作法是，首先根据电机转速的要求，确定占空比，即通电时间与通电周期之比，再按照通、断电时间送出控制模型，使电机按要求的转速运转。
方向是通过改变4个开关的通电状态来实现的。
4.答：
算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；可用于任何场合，如压力、流量等。
加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；这种滤波主要用于那些想突出采样的某些部分的场合。
而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。
此滤波主要用于实时性要求比较快的场合。
五、设计题（本题共1小题，共20分）1.
答：
（1）图中A/D转换为查询方式（3分）
（2）写出图中8255A的地址。
（4分）
G1G2AG2BCBA
0
1110110XX
Y6
所以,8255A的地址是:
F800H—FB00H（或:
F8FFH—6BFFH）
（3）画出实现该A/D转换的流程图如下（5分）
A/D转换程序（8分）
START：
MOVA，#82H；8255初始化2分
MOVDPTR，#0FB00H
MOVX@DPTR.，A
MOVA，#09H；启动A/D2分
MOVX@DPTR.，A
MOVDPTR，#0F900H
LOOP：
MOVDPTR，#0FA00H
MOVXA，@DPTR；判断转换是否结束2分
ANLA，#01H
JZ，LOOP
DECDPH
MOVXA，@DPTR；读A/D转换结果2分
ENDSTART
六、设计题（本题共1小题，共20分）
答：
（1）芯片4N25用来隔离（2分）
（2）说明图中电机的控制原理（4分）
图中，开关K0—K7为给定值，用来给定马达的转速，V=Vmax╳N/256，开关K用来控制停止（0）/启动
（1）。
当PC4输出为1时，光电隔离器导通，发光二极管亮，光敏三极管导通，马达开始转动。
通过转动N，再停止N脉冲宽度调制技术，即可控制马达的速度。
（3）画出电动机控制程序流程图（4分）
（4）根据流程图编写电机控制程序（8分）
MAIN：
MOVA，#81H；8255初始化2分
MOVDPTR，#8003H
MOVX@DPTR.，A
LOOP：
MOVDPTR，#8002H
MOVXA，@DPTR；判断是否停止马达2分
ANLA，#02H
JZ，STOP
START：
MOVA，#90H；启动马达，指示灯亮2分
（MOVDPTR，#8002H）
MOVX@DPTR.，A
AJMPLOOP
STOP：
MOVA，#00H；停止马达，指示灯灭2分
（MOVDPTR，#8002H）
MOVX@DPTR.，A
AJMPLOOP
（5）图中4N25发光三极管的电源应单独供电？
（2分
微型计算机控制技术试卷B
一、选择题（本题共10小题，每小题分，共15分）
1.防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（）。
A．可以用硬件电路或软件程序实现
B．只能用滤波电路或双稳态电路实现
C．只能用软件程序实现
D．只能用延时程序实现
2.LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的作法是（）。
A．采用固定的交流电压驱动B．采用直流电压驱动
C．采用交变电压驱动D．采用固定的交变电压驱动
3.小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（）
A．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向
B．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向
C．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向
D．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向
4.在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（）。
A．采用增量型PID调节B．采用带死区的PID调节
C．采用PI调节D．采用ID调节
5.若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统，使最高位发光其余位不发光的报警模型是（）。
A．1000BB．0001BC．1111BD．0000B
6.关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是（）。
A.EOC呈高电平，说明转换已经结束
B.EOC呈高电平，可以向CPU申请中断
C.EOC呈高电平，表明数据输出锁存器已被选通
D.EOC呈低电平，处于转换过程中
7.采样/保持器的逻辑端接+5V，输入端从变至,输出端为（）。
A．从变至B．从变至并维持不变
C．维持在D．快速升至并维持不变
8.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（）
A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机
B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机
C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作
D．SCC计算机与控制无关
9.键盘锁定技术可以通过（）实现。
A．设置标志位B．控制键值锁存器的选通信号
C．A和B都行D．定时读键值
10．引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中,不正确的是（）。
A．偏差的正、负决定调节作用的方向
B．偏差的大、小决定调节作用的强、弱
C．偏差为零，调节作用为零
D．偏差太大，调节失效
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1．DDC系统的最大优点是__________________________________________。
2．采样/保持器有两种工作方式。
在采样方式中，采样-保持器的输出__。
在保持状态时，采样-保持器的输出__。
3．在PID控制系统中，I的作用主要是_______________，它一般不单独使用的原因是。
4．在数据采集系统中，只使用一个S/H和A/D构成的系统称之为_________________系统，而只使用多个S/H和一个A/D构成的系统称之为______________________系统。
5．在微型机控制系统中，键盘处理程序由两部分组成，其一是计算键值，其二则是，________________________。
6．当LF198采样/保持器的逻辑端输入低电平时，输入电平从伏下滑到伏，此时输出端电平为伏。
7．“模糊”一词的英文写法是______________，这种控制方法的最大优点是______________。
8．积分分离PID与变速积分PID的根本区别是___________________________。
9．计算机监督系统与计算机直接控制系统的根本区别是,前一种系统具有两级计算机，其中监督计算机的作用是按计算送到DDC计算机。
10．线性插值法最根本的问题是____________________。
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，共10分）
1．在计算机控制系统中，常常需要设计报警电路，无论在什麽情况下，也不管原因如何，只要略微超限，立即报警。
（）
2.多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。
（）
3．在PID调节系统中，积分I的作用是消除静差，所以积分分离PID不能消除静差（）。
4．步进电机之所以能转动，其关键原因是错齿。
（）
5．A/D转换器的结束信号的连接方式是判断A/D转换方式的主要依据。
（）
四、简答题（本题共4小题，共20分）
1.（本题5分）多位LED显示器显示方法有哪两种？
两种显示都需要解决的问题是什麽？
怎样解决？
2.（本题5分）根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成哪几种A/D工作方式？
具体怎样接线？
3.（本题5分）手动后援是控制系统中的一个环节，在系统运行时它有何作用？
在手动与自动之间进行切换时要求什么？
4.（本题5分）抖动、重键都是键盘设计中经常遇到的问题，用什麽方法可以解决？
五、设计题（本题共1小题，共20分）
设某步进电机为A、B、C、D四相。
1.说明图中芯片4N25、达灵顿管T的作用。
（2分）
2.画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍三种控制方式正向通电顺序图。
（6分）
（3）A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制，请在下表的空格处填上适当的数。
（4分）
步
序
控制位
PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0
DCBA
通电状态
控制模型
双四拍
1
2
3
4
1.每一相控制电路如下图所示，已知8255A的端口地址为2060H、2061H、2062H、2063H，
试用8255A位控方式写出使步进电机A相、B相、C相和D相通电的程序（只要求正转）。
（8分）
六、设计题（本题共1小题，共20分）
设某压力报警系统如图所示。
图中，开关K0为报警屏蔽开关，K0=0时，系统被屏蔽。
开关K1为压力报警开关，K1闭合时，表示报警；开关K1打开时为正常状态。
系统正常时，绿色指示灯LD亮,；报警时使红色指示灯HD0亮。
并要求系统能连续工作。
1.写出8255A各口的地址。
（4分）
2.画出完成上述任务的程序流程图。
（6分）
（3）编写8255A初始化和控制程序。
（10分）
参考答案
一、选择题（本题共10小题，每小题分，共15分）
1．A2.D3.B4.D5.A6.D7.A8.B9.C10.D
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1.用一台计算机控制多个回路2.跟随输入变化保持不变
3.消除静差速度不变
4.分时采样，分时转换同时采样，分时转换
5.根据键值转移到键功能入口地址
6.7.Fuzzy不需要数学模型
8.前者是对积分是开关量，后者则是线性的
9.描述生产过程的数学模型最佳给定值
10.用直线代替曲线
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，每小题2分，共10分）
1.答：
╳，有时为了减少报警次数，可设置上、下报警限
2.答：
∨3.答：
╳,积分分离也能消除静差
4.答：
∨5.答：
∨
四、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分）
1.答：
一种是动态显示，另一种是静态显示。
两种显示方式都需要解决的问题是将待显示的字符变成LED显示码，即译码。
可以用硬件译码器实现，也可以用软件程序完成。
2.答：
根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成的工作方式有：
①查询方式：
EOC接一根口线。
②中断方式：
EOC接中断申请线INT0或I
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